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本文来自微信公众号极客公园(geekpark)作者:美漪编辑:靖宇在库布里克的经典科幻电影《太空漫游》中,除了开头的“骨头变成宇宙飞船”和“黑石头”之外,堪称经典中的经典,飞船上的人工智能助手·哈尔(HAL)也给人们留下了深刻的印象。
如今,50多年过去了,导演的前瞻性想法,比如平板电脑,已经成为现实。
而人工智能助手已经“生活”在全球数十亿部手机和电脑中。
然而,太空舱中的“HAL”似乎还没有成为现实。
到目前为止。
当地时间11月16日,美国宇航局发射了“阿耳忒弥斯一号”(阿耳忒弥斯一号)登月火箭。
作为载人登月计划的第一阶段,阿尔忒弥斯一号搭载的猎户座飞船(Orion)将在飞向月球的过程中测试各种系统,为后续的阿尔忒弥斯二号载人计划做好准备。
此次发射的猎户座飞船的中央控制器配备了自己的“HAL”——人工智能助手 Alexa。
经过4年多的研发,亚马逊团队终于实现了将人工智能助手送入太空的梦想。
Alexa 在猎户座飞船上能做什么?它可以为宇航员打开和关闭灯,或者播放他们最喜欢的音乐吗? 01 太空版Alexa 在地球上,Alexa具有语音交互、播放音乐、控制智能设备、提供实时信息等功能。
它在宇宙飞船上能做什么?令人惊讶的是,太空中的 Alexa 与家里的 Alexa 没有什么不同。
在“阿尔忒弥斯一号”上,Alexa 仍然可以处理请求、控制飞船上的连接设备、播放一些音乐、设置计时器和闹钟,偶尔还会讲一个有趣的笑话:“当宇航员踩到口香糖时发生了什么?”他被困在轨道上”。
Alexa 处理请求的界面 | 图片来源:亚马逊 但这些功能比地球上的 Alexa 更有限,因为每个命令和响应都必须预先编程。
例如,船员最喜欢的曲调都可以是值得一提的是,Alexa 还可以满足舱内照明等连接设备的要求,虽然开发团队只是针对这一特定任务实现了这种灯光开关功能,但 Alexa 将来还可以帮助宇航员执行其他操作。
当宇航员同时处理多项任务时,Alexa 还可以帮助指导他们下一步的行动,特别是当他们在任务期间坐在椅子上、戴着手套或以其他方式从事某项任务时。
此外,Alexa in Space 可以从猎户座飞船的软件中提取和访问实时遥测数据,转发猎户座上超过 100,000 个不同的数据点,并回答猎户座上数以千计的任务特定问题,例如“Alexa,什么?”猎户座的速度?”、“Alexa,机舱内的温度是多少?”对于Alexa在太空中无法解决的问题,系统将连接到“深空网络”,这是NASA用来与最远太空飞行进行通信的网络与设备通信并将信号发送到地球上的云中的天线系统 | 图片来源:NASA 这使得 Alexa 能够支持更广泛的请求,包括从地球检索信息,从新闻发布会到体育赛事比分。
;帮助宇航员在长期任务中与家人保持联系,从订购外卖到送礼物,满足各种“脚踏实地”的需求;还值得一提的是,将多种技术与航天器上的本地处理相结合将允许。
宇航员绕过月球和地面之间发送信息的延迟,几乎同时访问特定信息和功能。
除了回应请求外,热心的 Alexa 还会主动提醒宇航员,地球已准备好欢迎他们回家,以缓解宇航员在长达数周的太空任务中所经历的孤独和焦虑。
事实上,Callisto团队之前还采访了宇航员和NASA工程师,了解他们的实际需求。
调查显示,他们普遍对语音控制感兴趣,愿意尝试让 Alexa 设置定时器和闹钟;但很多人对此表示怀疑。
毕竟,没有人愿意要求 Alexa 执行关键任务命令,例如打开 pod。
门。
简而言之,Alexa in Space 几乎可以提供它在地球上所做的一切,为宇航员带来陪伴、支持和帮助,使飞船更易于管理,更像家一样。
03 独特的“挑战” 就像宇航员为太空旅行进行多年的刻苦训练一样,亚马逊团队在改造地球技术、为Alexa 42天的太空之旅做准备的过程中也充满了独特的挑战。
弱网络、复杂噪声和太空中的强辐射是团队必须解决的一系列问题。
首先,太空中几乎没有互联网,这意味着 Alexa 无法访问猎户座飞船上的云数据。
在地球上,Alexa 80% 的功能都依赖于云服务器——唤醒 Alexa 会激活她的监听功能,然后 Alexa 将语音解码到云端并制定响应。
但在太空中,当猎户座飞船距离数十万英里之外时,到达云层的时间延迟可以说是天文数字。
这意味着亚马逊团队必须找到一种方法将系统复杂的语音处理步骤转移到设备本身,以便可以实时处理所请求的数据。

为了解决这个问题,团队采用了一种名为“本地语音控制”的方法。
利用这项技术,Alexa将利用深空网络连接到任务控制中心,利用“拨号连接的带宽”在本地处理语音命令,而无需将信息发送到云端。
“本地语音控制”让Alexa在太空中完全自给自足。
不连接云端的Alexa也可以减少一些对隐私的担忧。
此次阿耳忒弥斯一号搭载的Orion飞船|图片来源:NASA 此外,地面用户也能从这项技术中受益——Alexa“本地语音控制”允许人们在互联网连接有限或没有的情况下进行操作。
,利用 Alexa 做更多事情。
Alexa语音服务首席解决方案架构师Philippe Lantin也表示,“想一想,当你在车里,穿过隧道,只有微弱信号或没有蜂窝网络连接时,你可以继续使用语音另外,太空舱内的声学条件极其复杂,飞行过程中的噪声,特别是发动机和泵的噪声,以及与舱内金属表面有关的混响由于混响会发出错误的频率,因此会干扰自动语音识别,使 Alexa 难以接收唤醒词召唤。
亚马逊部署了两个麦克风,提供声学和音频处理软件,以便以赫兹频率传输语音命令,支持通过 Alexa 进行远场语音交互;并调整了处理算法,结合麦克风的信号来帮助Alexa理解任务控制发出的命令。
未来,宇航员出行也可能会带着隔音毯来解决这个问题。
此外,亚马逊团队表示,从“阿耳忒弥斯一号”项目中学到的东西现在正在应用于地球上其他具有挑战性的声音环境,例如在车窗摇下的行驶汽车中检测语音。
除了网络和噪音问题之外,空间辐射是另一个棘手的问题。
月球的辐射是地球的三倍,因此阿耳忒弥斯任务中使用的设备必须能够承受极端的冲击和振动。
它还必须至少具有最低程度的抗太空辐射能力,并采用高度特定和定制的组件,例如电源线和数据线。
因此,鉴于标准 Echo 扬声器可能无法在发布后“幸存”,因此 Alexa 必须从头开始构建。
合作伙伴洛克希德·马丁公司设计了内置 Alexa 的定制太空级硬件,确保该设备能够承受发射和通过范艾伦辐射带时的强烈冲击。
Alexa 与运行 Webex 的 iPad 共享其太空服 Callisto。
Callisto 实际上是一块蓝色的大面板,长 1.5 英尺 x 1 英尺,深约 5 英寸,配有 Alexa 扬声器(右上角)和麦克风;这样 Alexa 在太空中就可以听到来自休斯顿的命令。
木卫四在猎户座Orion上的样子图片来源:亚马逊 值得一提的是,亚马逊、洛克希德马丁公司、思科公司全额承担了将这部“弗兰肯斯坦作品”送往月球的费用。
由于“阿耳忒弥斯一号”是无人驾驶的,木卫四目前正坐在宇航员将在未来载人任务中控制它的地方。
如果有一天它能与真正的机组人员一起飞行,它就不会再坐在那里了。
将进行硬件重新设计。
04AI进入太空宇航员在太空中非常忙碌,经常需要同时处理多项任务,但他们在太空中的时间非常昂贵。
一名宇航员在国际空间站停留一小时的费用为 13 万美元。
智能语音助手 Alexa作为信息检索工具或许是解决这个问题的一个思路。
Alexa 是在 Artemis I 上测试的众多新创新之一,这将为 Alexa 协助未来前往月球、火星及其他地方的载人任务奠定基础。
洛克希德·马丁公司商业民用太空战略总监罗布·钱伯斯在接受采访时也表示,“卡里斯托为我们提供了一个测试平台。
我们希望证明这类技术可以帮助宇航员使用一些独特的人机交互技术来进行他们的任务。
”工作变得更简单、更安全、更高效。
”未来,宇航员将从 Alexa 获得信息和指导,从而更轻松、更高效地完成工作。
此外,Alexa的“陪伴”可以在一定程度上缓解宇航员在漫长的星际旅途中产生的孤独、紧张、焦虑、抑郁等负面情绪。
正如俄罗斯著名科学家奥列格上世纪所说,“限制人类探索太空的不是科学,而是心理学”。
事实上,Alexa 并不孤单。
其他国家和组织也在研究可在太空中使用的机器人。
空中客车公司、德国航空航天中心(DLR)、IBM和慕尼黑大学(LMU)联合打造了太空伴侣AI机器人CIMON。
CIMON 是一个没有四肢的漂浮机器人。
外观近球形,重约5公斤。
它由塑料和金属材料3D打印而成,因此被昵称为“飞行大脑”。
CIMON搭载了IBM的人工智能系统Watson,不仅可以辅助宇航员的日常工作,其丰富的交互功能也可以减轻宇航员的压力。
它可以识别宇航员的声音和面孔,以进行简单的对话。
它还可以通过摄像头捕捉对方的情绪变化,并利用这些信息更好地与他们互动。
当人们为OpenAI推出的ChatGPT兴奋不已时,他们可能没有想到,逐渐改变人们生活的人工智能,实际上已经开始随着人类探索的步伐进入太空。
虽然这些人工智能助手目前还只是玩具,但相信在不久的将来,“HAL”型人工智能很可能成为人类遨游太空的重要工具。
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